DE102019118755A1

DE102019118755A1 - Gearbox with a roller bearing

Info

Publication number: DE102019118755A1
Application number: DE102019118755.9A
Authority: DE
Inventors: Jens Mertens; Karsten FABIAN; Dominik Suckart; Alexander Koeck
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Es wird ein Getriebe beschrieben, das ein Gehäuse und eine Welle mit einem Stirn- oder Kegelrad umfasst. Des Weiteren umfasst das Getriebe ein Wälzlager, das über einen Innenring mit der Welle und über einen Außenring mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Welle ist derart angeordnet, dass eine dem Wälzlager zugewandte Seite des Stirn- oder Kegelrads oder eine Wellenschulter eine Anlagefläche des Innenrings berührt. Der Innenring und die Welle sind mittels eines Presssitzes miteinander verbunden, wobei der Presssitz an der dem Stirn- oder Kegelrad zugewandten ersten Seite ein höheres Übermaß aufweist, als an der von dem Stirn- oder Kegelrad abgewandten zweiten Seite.A transmission is described which comprises a housing and a shaft with a spur or bevel gear. Furthermore, the gearbox comprises a roller bearing that is connected to the shaft via an inner ring and to the housing via an outer ring. The shaft is arranged such that a side of the spur or bevel gear facing the roller bearing or a shaft shoulder touches a contact surface of the inner ring. The inner ring and the shaft are connected to one another by means of a press fit, the press fit having a greater oversize on the first side facing the spur or bevel gear than on the second side facing away from the spur or bevel gear.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, z.B. für ein Achsgetriebe eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Presssitz für ein Wälzlager eines Getriebes.The invention relates to a transmission, e.g. for an axle drive of a motor vehicle. In particular, the invention relates to a press fit for a roller bearing of a transmission.

Ein Fahrzeug weist typischerweise unterschiedliche Getriebe auf, um das von einem Antriebsmotor generierte Drehmoment auf ein oder mehrere angetriebene Räder des Fahrzeugs zu übertragen. Insbesondere kann ein Fahrzeug ein (Hinter- oder Vorder-) Achsgetriebe aufweisen, das eingerichtet ist, das an einer Eingangswelle des Achsgetriebes bereitgestellte Drehmoment auf ein oder mehrere Achsen des Fahrzeugs zu übertragen.A vehicle typically has different transmissions in order to transmit the torque generated by a drive motor to one or more driven wheels of the vehicle. In particular, a vehicle can have a (rear or front) axle drive which is set up to transmit the torque provided on an input shaft of the axle drive to one or more axles of the vehicle.

Ein Getriebe kann eine Eingangswelle mit einem Ritzelkopf aufweisen, der auf das Tellerrad einer Ausgangswelle (z.B. einer Achse des Fahrzeugs) einwirkt. Die Eingangswelle ist durch zumindest ein Wälzlager (typischerweise zwei oder mehr Wälzlager) an dem Gehäuse des Getriebes gelagert. Insbesondere kann ein Wälzlager in unmittelbarer Nähe zu dem Ritzelkopf der Eingangswelle angeordnet sein. Dabei kann es, insbesondere bei einer wiederholt hohen Belastung des Getriebes, zu einem Verschleiß der ein oder mehreren Wälzlager, insbesondere des Wälzlagers am Ritzelkopf, kommen.A gearbox can have an input shaft with a pinion head that acts on the ring gear of an output shaft (e.g. an axle of the vehicle). The input shaft is mounted on the housing of the transmission by at least one roller bearing (typically two or more roller bearings). In particular, a roller bearing can be arranged in the immediate vicinity of the pinion head of the input shaft. This can lead to wear of the one or more roller bearings, in particular the roller bearing on the pinion head, especially when the transmission is repeatedly subjected to high loads.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, den Verschleiß eines Wälzlagers eines Getriebes, insbesondere eines Achsgetriebes eines Fahrzeugs, in effizienter und zuverlässiger Weise zu reduzieren.The present document is concerned with the technical task of reducing the wear of a rolling bearing of a transmission, in particular an axle drive of a vehicle, in an efficient and reliable manner.

Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The task is solved by the independent claim. Advantageous embodiments are described in the dependent claims, among others. It is pointed out that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim can form a separate invention independent of the combination of all features of the independent patent claim, which can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to the technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent patent claims.

Gemäß einem Aspekt wird ein Getriebe beschrieben. Das Getriebe kann insbesondere dazu ausgebildet sein, in einem Fahrzeug ein Antriebsmoment des Fahrzeugs zu übertragen. Insbesondere kann das Getriebe ein (Hinter- oder Vorder-) Achsgetriebe eines (Kraft-) Fahrzeugs sein.According to one aspect, a transmission is described. The transmission can in particular be designed to transmit a drive torque of the vehicle in a vehicle. In particular, the transmission can be a (rear or front) axle transmission of a (motor) vehicle.

Das Getriebe umfasst ein (metallisches) Gehäuse, das ausgebildet sein kann, die Komponenten des Getriebes zu umschließen und somit vor Umwelteinflüssen zu schützen. Des Weiteren umfasst das Getriebe eine Welle mit einem Stirn- oder Kegelrad. Dabei kann der Kopf der Welle als ein Kegelrad ausgebildet sein. Man spricht in diesem Fall von einem Ritzelkopf.The transmission comprises a (metallic) housing which can be designed to enclose the components of the transmission and thus protect them from environmental influences. The transmission also includes a shaft with a spur or bevel gear. The head of the shaft can be designed as a bevel gear. In this case one speaks of a pinion head.

Das Getriebe umfasst meist eine weitere (andere) Welle mit einem weiteren Stirn- oder Kegelrad (z.B. einem Tellerrad). In diesem Fall kann das Getriebe ausgebildet sein, ein Drehmoment von der Welle zu der anderen Welle zu übertragen und/oder von der anderen Welle zu der Welle umgekehrt. Die Welle kann z.B. eine Eingangswelle des Getriebes und die andere Welle kann eine Ausgangswelle des Getriebes sein. Das Getriebe kann ausgebildet sein, ein Drehmoment von der Eingangswelle zu der Ausgangswelle zu übertragen. Zu diesem Zweck können die Stirn- oder Kegelräder der Wellen ausgebildet sein, (direkt oder indirekt) mechanisch aufeinander einzuwirken. Beispielsweise können die Stirn- oder Kegelräder ausgebildet sein, ineinander zu verzahnen.The gearbox usually includes another (different) shaft with another spur or bevel gear (e.g. a crown gear). In this case, the transmission can be designed to transmit a torque from the shaft to the other shaft and / or vice versa from the other shaft to the shaft. For example, the shaft can be an input shaft of the transmission and the other shaft can be an output shaft of the transmission. The transmission can be designed to transmit a torque from the input shaft to the output shaft. For this purpose, the spur or bevel gears of the shafts can be designed to act mechanically on one another (directly or indirectly). For example, the spur or bevel gears can be designed to mesh with one another.

Des Weiteren umfasst das Getriebe ein Wälzlager, das über einen Innenring (fest) mit der Welle und über einen Außenring (fest) mit dem Gehäuse verbunden ist. Zwischen dem Innenring und dem Außenring sind typischerweise Wälzkörper angeordnet, um eine Relativbewegung zwischen Innenring und Außenring zu ermöglichen. Die Welle mit dem Stirn- oder Kegelrad kann dabei derart angeordnet sein, dass die dem Wälzlager zugewandte Seite des Stirn- oder Kegelrads die dem Stirn- oder Kegelrad zugewandte Anlagefläche des Innenrings berührt. Die Anlagefläche kann dabei in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse der Welle verlaufen.The gearbox also includes a roller bearing which is connected to the shaft via an inner ring (fixed) and to the housing via an outer ring (fixed). Rolling bodies are typically arranged between the inner ring and the outer ring in order to enable a relative movement between the inner ring and the outer ring. The shaft with the spur or bevel gear can be arranged in such a way that the side of the spur or bevel gear facing the roller bearing contacts the contact surface of the inner ring facing the spur or bevel gear. The contact surface can run in a plane perpendicular to the axis of rotation of the shaft.

Wenn das Getriebe betrieben wird, insbesondere wenn über die Welle des Getriebes ein Drehmoment übertragen wird, kann es zu einer Relativbewegung zwischen dem Stirn- oder Kegelrad der Welle und der Anlagefläche des Innenrings des Wälzlagers kommen. Diese Relativbewegung kann zu einem Verschleiß des Innenrings und als Folge daraus zu einer Geräuschentwicklung bei Betrieb des Getriebes kommen.When the transmission is operated, especially when a torque is transmitted via the shaft of the transmission, there may be a relative movement between the spur or bevel gear of the shaft and the contact surface of the inner ring of the roller bearing. This relative movement can lead to wear on the inner ring and, as a consequence, to noise development during operation of the transmission.

Alternativ oder ergänzend kann die Welle eine Wellenschulter aufweisen, wobei die Welle in dem Bereich des Innenrings einen kleineren Durchmesser aufweist als in einem sich direkt an das Wälzlager anschließenden Bereich. Der sich direkt an das Wälzlager anschließende Bereich kann dabei dem Stirn- oder Kegelrad zugewandt sein. Die Welle kann dann derart angeordnet sein, dass die dem Wälzlager zugewandte Seite der Wellenschulter die der Wellenschulter zugewandte Anlagefläche des Innenrings berührt. Die Anlagefläche kann in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse der Welle verlaufen.Alternatively or in addition, the shaft can have a shaft shoulder, the shaft having a smaller diameter in the area of the inner ring than in an area directly adjoining the roller bearing. The area directly adjoining the roller bearing can face the spur or bevel gear. The wave can then be arranged such that the side of the shaft shoulder facing the roller bearing contacts the bearing surface of the inner ring facing the shaft shoulder. The contact surface can run in a plane perpendicular to the axis of rotation of the shaft.

Wenn das Getriebe betrieben wird, insbesondere wenn über die Welle des Getriebes ein Drehmoment übertragen wird, kann es zu einer Relativbewegung zwischen der Wellenschulter und der Anlagefläche des Innenrings des Wälzlagers kommen. Diese Relativbewegung kann zu einem Verschleiß des Innenrings und als Folge daraus zu einer Geräuschentwicklung bei Betrieb des Getriebes kommen.When the gearbox is operated, in particular when a torque is transmitted via the shaft of the gearbox, a relative movement can occur between the shaft shoulder and the contact surface of the inner ring of the roller bearing. This relative movement can lead to wear on the inner ring and, as a consequence, to noise development during operation of the transmission.

Der Innenring und die Welle können mittels eines Presssitzes miteinander verbunden sein. Dabei kann der Presssitz an der dem Stirn- oder Kegelrad und/oder der Wellenschulter zugewandten ersten Seite ein höheres Übermaß aufweisen als an der von dem Stirn- oder Kegelrad und/oder der Wellenschulter abgewandten zweiten Seite. The inner ring and the shaft can be connected to one another by means of a press fit. The press fit on the first side facing the spur or bevel gear and / or the shaft shoulder can have a greater oversize than on the second side facing away from the spur or bevel gear and / or the shaft shoulder.

Der Presssitz kann somit in axialer Richtung der Welle ein sich änderndes Übermaß aufweisen. Dabei kann das Übermaß des Presssitzes ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes innerhalb des Presssitzes in ein oder mehreren Stufen reduziert werden. Alternativ oder ergänzend kann das Übermaß des Presssitzes ausgehend von der ersten Seite innerhalb des Presssitzes fließend, z.B. linear, reduziert werden.The interference fit can thus have a changing oversize in the axial direction of the shaft. Starting from the first side of the press fit within the press fit, the excess of the press fit can be reduced in one or more stages. Alternatively or in addition, the excess of the press fit can be reduced smoothly, e.g. linearly, starting from the first side within the press fit.

Durch die Verwendung eines Presssitzes mit variablem Durchmesser bzw. Übermaß kann der Halte- bzw. Haftpunkt zwischen dem Innenring und der Welle zu der ersten Seite (d.h. zu dem Kopf der Welle) hin verlagert werden, wodurch das Ausmaß der Relativbewegung zwischen Anlagefläche des Innenrings und Stirn- oder Kegelrad bzw. Wellenschulter der Welle und somit das Ausmaß des Verschleißes des Innenrings reduziert werden können.By using a press fit with a variable diameter or oversize, the holding point or adhesion point between the inner ring and the shaft can be shifted to the first side (ie to the head of the shaft), whereby the extent of the relative movement between the contact surface of the inner ring and Spur gear or bevel gear or shaft shoulder of the shaft and thus the extent of wear on the inner ring can be reduced.

Der Presssitz kann derart ausgebildet sein, dass der Halte- bzw. Haftpunkt zwischen dem Innenring und der Welle näher an der ersten Seite als an der zweiten Seite des Presssitzes angeordnet ist. Der Innenring kann entlang der Rotationsachse der Welle eine Ausbreitung von R (z.B. R zwischen 1cm und 5cm) aufweisen. Der Presssitz kann derart ausgebildet sein, dass der Halte- bzw. Haftpunkt in axialer Richtung der Welle um höchstens k*R von der Anlagefläche beabstandet ist, mit k gleich 0,1 oder weniger, oder 0,05 oder weniger. So kann der Verschleiß des Innenrings in besonders zuverlässiger Weise reduziert werden.The press fit can be designed in such a way that the holding or adhesive point between the inner ring and the shaft is arranged closer to the first side than to the second side of the press fit. The inner ring can have a spread of R (e.g. R between 1cm and 5cm) along the axis of rotation of the shaft. The press fit can be designed in such a way that the holding or sticking point is spaced apart from the contact surface by at most k * R in the axial direction of the shaft, with k being 0.1 or less, or 0.05 or less. In this way, the wear on the inner ring can be reduced in a particularly reliable manner.

Die Welle kann an der ersten Seite des Presssitzes einen höheren Durchmesser aufweisen als an der von dem Stirn- oder Kegelrad bzw. von der Wellenschulter abgewandten zweiten Seite des Presssitzes. Dabei kann der Durchmesser der Welle ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes innerhalb des Presssitzes in ein oder mehreren Stufen abnehmen. Alternativ oder ergänzend kann sich der Durchmesser der Welle ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes konisch innerhalb des Presssitzes verjüngen. So kann in effizienter Weise ein Presssitz mit einem variablen Übermaß bereitgestellt werden.The shaft can have a larger diameter on the first side of the press fit than on the second side of the press fit facing away from the spur or bevel gear or from the shaft shoulder. Starting from the first side of the press fit, the diameter of the shaft can decrease within the press fit in one or more stages. Alternatively or additionally, the diameter of the shaft can taper conically within the press fit starting from the first side of the press fit. A press fit with a variable oversize can thus be provided in an efficient manner.

Alternativ oder ergänzend kann der Innenring an der ersten Seite des Presssitzes einen kleineren Innendurchmesser aufweist als an der von dem Stirn- oder Kegelrad bzw. von der Wellenschulter abgewandten zweiten Seite des Presssitzes. Dabei kann der Innendurchmesser des Innenrings ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes innerhalb des Presssitzes in ein oder mehreren Stufen zunehmen. Alternativ oder ergänzend kann der Innendurchmesser des Innenrings ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes innerhalb des Presssitzes konisch zunehmen. So kann in effizienter Weise ein Presssitz mit einem variablen Übermaß bereitgestellt werden.As an alternative or in addition, the inner ring can have a smaller inner diameter on the first side of the press fit than on the second side of the press fit facing away from the spur or bevel gear or from the shaft shoulder. The inner diameter of the inner ring can increase in one or more stages starting from the first side of the press fit within the press fit. Alternatively or additionally, the inner diameter of the inner ring can increase conically within the press fit starting from the first side of the press fit. A press fit with a variable oversize can thus be provided in an efficient manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das das in diesem Dokument beschriebene (Achs-) Getriebe umfasst.According to a further aspect, a (road) motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described which comprises the (axle) transmission described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that the devices and systems described in this document can be used both alone and in combination with other devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the devices and systems described in this document can be combined with one another in diverse ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in diverse ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1a beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
1 b ein beispielhaftes Achsgetriebe in einer ersten Ansicht;
1c ein beispielhaftes Achsgetriebe in einer zweiten Ansicht;
1d ein beispielhaftes Wälzlager zur Lagerung einer Welle des Getriebes;
2 beispielhafte Kräfte, die auf das Wälzlager wirken;
3a ein Beispiel für einen Wälzlagerpresssitz mit variablem Durchmesser bzw. mit variablem Übermaß; und
3b ein weiteres Beispiel für einen Wälzlagerpresssitz mit variablem Durchmesser bzw. mit variablem Übermaß.

The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show it

1a exemplary components of a vehicle;
1 b an exemplary axle drive in a first view;
1c an exemplary axle drive in a second view;
1d an exemplary roller bearing for mounting a shaft of the transmission;
2 exemplary forces acting on the rolling bearing;
3a an example of a rolling bearing press fit with a variable diameter or with a variable oversize; and
3b Another example of a roller bearing press fit with a variable diameter or with a variable oversize.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Reduzierung des Verschleißes eines Wälzlagers eines Getriebes. In diesem Zusammenhang zeigt 1a ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 umfasst einen Antriebsmotor 101 (z.B. einen Verbrennungsmotor oder eine elektrische Maschine), der eingerichtet ist, ein Antriebsmoment zum Antrieb von ein oder mehreren Rädern 106 des Fahrzeugs 100 zu generieren. Das Antriebsmoment kann über ein oder mehrere Wellen 102, 107 eine Kupplung 103 und/oder ein Schaltgetriebe 104 auf ein Achsgetriebe 110 übertragen werden. Das Achsgetriebe 110 ist eingerichtet, das Antriebsmoment von der Eingangswelle 102 auf ein oder mehrere Ausgangswellen 107 zu übertragen, wobei eine Ausgangswelle 107 mit einer Achse des Fahrzeugs 100 verbunden sein kann.As explained at the beginning, the present document deals with the efficient and reliable reduction of the wear of a rolling bearing of a transmission. In this context shows 1a Figure 3 is a block diagram of an exemplary vehicle 100 . The vehicle 100 includes a drive motor 101 (eg an internal combustion engine or an electrical machine) that is set up to provide a drive torque for driving one or more wheels 106 of the vehicle 100 to generate. The drive torque can be via one or more shafts 102 , 107 a clutch 103 and / or a manual transmission 104 on an axle drive 110 be transmitted. The axle drive 110 is set up, the drive torque from the input shaft 102 on one or more output shafts 107 to transmit, being an output shaft 107 with one axle of the vehicle 100 can be connected.

1b zeigt ein beispielhaftes Achsgetriebe 110 in einer ersten Ansicht (z.B. von oben auf die Eingangswelle 102). In den Figuren ist ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt, aus dem die Orientierung der jeweiligen Ansicht zu entnehmen ist. Dabei kann die x-Achse der Längsachse, die y-Achse der Querachse, und die z-Achse der Hochachse des Fahrzeugs 100 entsprechen. 1b shows an exemplary axle drive 110 in a first view (e.g. from above on the input shaft 102 ). In the figures, a Cartesian coordinate system is shown, from which the orientation of the respective view can be taken. The x-axis of the longitudinal axis, the y-axis of the transverse axis, and the z-axis of the vertical axis of the vehicle can be used 100 correspond.

Das Achsgetriebe 110 umfasst ein Gehäuse 115, an dem die Eingangswelle 102 über ein oder mehrere Wälzlager 111, 112 gelagert ist. Die Eingangswelle 102 weist an dem innerhalb des Gehäuses 115 angeordneten Ende einen Ritzelkopf 113 auf. Die Eingangswelle 102 treibt somit das Ritzel bzw. den Ritzelkopf 113 an. Die Kombination aus Eingangswelle 102 und Ritzelkopf 113 kann als Ritzel oder als Ritzelwelle oder kurz als Welle 116 bezeichnet werden. Die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte gelten analog für eine Welle 102 mit einem Stirn- oder Kegelrad 113.The axle drive 110 includes a housing 115 on which the input shaft 102 via one or more roller bearings 111 , 112 is stored. The input shaft 102 points to the inside of the housing 115 arranged end a pinion head 113 on. The input shaft 102 thus drives the pinion or the pinion head 113 at. The combination of input shaft 102 and pinion head 113 can be used as a pinion or as a pinion shaft or as a shaft for short 116 are designated. The aspects described in this document apply analogously to a shaft 102 with a spur or bevel gear 113 .

Das Achsgetriebe 110 umfasst eine Ausgangswelle 107 mit einem Tellerrad 114, wobei das Tellerrad 114 von dem Ritzelkopf 113 angetrieben wird. So kann das von dem Antriebsmotor 101 des Fahrzeugs 100 generierte Antriebsmoment auf die ein oder mehreren Achsen des Fahrzeugs 100 übertragen und/oder umgelenkt werden.The axle drive 110 includes an output shaft 107 with a crown wheel 114 , with the ring gear 114 from the pinion head 113 is driven. So can the drive motor 101 of the vehicle 100 generated drive torque on one or more axles of the vehicle 100 transmitted and / or redirected.

1c zeigt das an dem Ritzelkopf 113 angeordnete Wälzlager 111 in einer Ansicht axial zu der Eingangswelle 102. Insbesondere zeigt 1c die de, Ritzelkopf 113 zugewandte Stirnseite des Wälzlagers 111. Das Wälzlager 111 umfasst einen Innenring 121, der mit der Eingangswelle 102 verbunden ist (z.B. über einen Presssitz). Des Weiteren umfasst das Wälzlager 111 einen Außenring 123, der mit dem Gehäuse 115 des Getriebes 110 verbunden ist (z.B. über einen Presssitz). Zwischen dem Innenring 121 und dem Außenring 123 sind Wälzkörper 122 angeordnet. 1 d zeigt Details des Wälzlagers 111 entlang der axialen Ausbreitung der Eingangswelle 102. 1c shows this on the pinion head 113 arranged rolling bearings 111 in a view axial to the input shaft 102 . In particular shows 1c die de, pinion head 113 facing end face of the roller bearing 111 . The roller bearing 111 includes an inner ring 121 the one with the input shaft 102 is connected (e.g. via a press fit). The rolling bearing also includes 111 an outer ring 123 that with the case 115 of the transmission 110 is connected (e.g. via a press fit). Between the inner ring 121 and the outer ring 123 are rolling elements 122 arranged. 1 d shows details of the rolling bearing 111 along the axial extension of the input wave 102 .

Bei einer relativ hohen Belastung des Achsgetriebes 110, d. h. bei der Übertragung von relativ hohen Drehmomenten, kann es zu einer Relativbewegung zwischen dem LagerInnenring 121 des Lagers 111 und der Ritzelwelle 116 kommen. Diese Relativbewegung kann in Verbindung mit der unter Belastung auftretenden Flächenpressung an der Stirnseite des Lagers 111 zu einem Verschleiß an der axialen Anlagefläche des Lagers 111 führen (an der der Ritzelkopf 113 an dem Lager 111, insbesondere an dem Innenring 121 des Lagers 111, anliegt). Mit zunehmendem Verschleiß kann bewirkt werden, dass der Spannverbund der Ritzelwelle 116 (d.h. der Verbund aus Ritzelkopf 113 und Eingangswelle 102) Vorspannung verliert. Als Folge daraus, kann es zu akustischen Auffälligkeiten (z.B. Heulen, Brummen, etc.) des Getriebes 110 kommen.With a relatively high load on the axle drive 110 , ie when transmitting relatively high torques, there may be a relative movement between the bearing inner ring 121 of the camp 111 and the pinion shaft 116 come. This relative movement can be combined with the surface pressure that occurs under load on the face of the bearing 111 to wear on the axial contact surface of the bearing 111 lead (on which the pinion head 113 at the camp 111 , especially on the inner ring 121 of the camp 111 , is present). With increasing wear, the clamping connection of the pinion shaft can be effected 116 (ie the composite of the pinion head 113 and input shaft 102 ) Loses preload. As a result, there may be acoustic abnormalities (e.g. howling, humming, etc.) of the transmission 110 come.

2 veranschaulicht auf der rechten Seite, die während des Betriebs des Getriebes 110 auftretende Relativbewegung 202 in der Anlagefläche 201 zwischen dem Innenring 121 des Wälzlagers 111 und dem Ritzel 113. Durch Kräfte auf die Zähne 213 des Ritzelkopfes 113 wird zudem eine Flächenpressung zwischen Ritzelkopf 113 und Innenring 121 in der Anlagefläche 201 verursacht, die über die Anlagefläche 201 des Innenrings 121 von dem Ritzelkopf 113 auf den Innenring 121 übertragen wird (siehe linke Seite von 2). Aufgrund des sich ändernden Drehmoments an der Eingangswelle 102 ändern sich die Kräfte auf die Zähne 213 des Ritzelkopfes 113 und die Flächenpressung sowie die Relativbewegung 202 in dem Innenring 121 des Wälzlagers 111. Die sich ändernden Drehmomente führen somit zu einem Verschleiß des Innenrings 121. 2 Illustrates on the right that during operation of the transmission 110 occurring relative movement 202 in the contact surface 201 between the inner ring 121 of the rolling bearing 111 and the pinion 113 . By forces on the teeth 213 of the pinion head 113 there is also a surface pressure between the pinion head 113 and inner ring 121 in the contact surface 201 caused by the contact surface 201 of the inner ring 121 from the pinion head 113 on the inner ring 121 is transferred (see left side of 2 ). Due to the changing torque on the input shaft 102 the forces on the teeth change 213 of the pinion head 113 and the surface pressure and the relative movement 202 in the inner ring 121 of the rolling bearing 111 . The changing torques thus lead to wear on the inner ring 121 .

Der Verschleiß kann durch eine Verringerung der Relativbewegung zwischen dem Ritzelkopf 113 und dem Lagerring 121, insbesondere durch eine Verringerung der Relativbewegung an der axialen Anlagefläche 201 des Lagers 111, bewirkt werden. Die Verringerung der Relativbewegung kann durch eine Verschiebung des Haftpunktes 203 des Lagerrings 121 in Richtung des Ritzelkopfes 113 bewirkt werden (dargestellt durch den Pfeil 204 in 2). Durch einen reduzierten Abstand zwischen dem Haftpunkt 203 des Lagers 111 und dem Ritzelkopf 113 können die Relativbewegung zwischen Innenring 121 und Ritzelkopf 113 und damit auch der Verschleiß des Innenrings 121 des Lagers 111 reduziert werden.The wear can be caused by a reduction in the relative movement between the pinion head 113 and the bearing ring 121 , in particular by reducing the relative movement on the axial contact surface 201 of the camp 111 , be effected. The relative movement can be reduced by shifting the sticking point 203 of the bearing ring 121 towards the pinion head 113 can be effected (represented by the arrow 204 in 2 ). By reducing the distance between the sticky point 203 of the camp 111 and the pinion head 113 can control the relative movement between the inner ring 121 and pinion head 113 and thus also the wear of the inner ring 121 of the camp 111 be reduced.

Der Haftpunkt 203 des Lagers 111 kann durch Anpassung der Geometrie des Presssitzes zwischen dem Lager 111 und der Ritzelwelle 116 verschoben werden. Insbesondere kann der Durchmesser der Ritzelwelle 116 in axialer Richtung derart verändert werden, dass der Haftpunkt 203 möglichst nah an die Anlagefläche 201, d.h. möglichst nah zum Ritzelkopf 113 hin, verlagert wird. Das Übermaß des Presssitzes zwischen der Ritzelwelle 116 und dem Innenring 121 des Lagers 111 kann zu diesem Zweck ausgehend von dem Ritzelkopf 113 verringert werden.The sticking point 203 of the camp 111 can be done by adjusting the geometry of the interference fit between the bearings 111 and the pinion shaft 116 be moved. In particular, the diameter of the pinion shaft 116 can be changed in the axial direction such that the sticking point 203 as close as possible to the contact surface 201 , ie as close as possible to the pinion head 113 is relocated. The excess of the interference fit between the pinion shaft 116 and the inner ring 121 of the camp 111 can for this purpose starting from the pinion head 113 be reduced.

3a zeigt einen beispielhaften zweistufigen Presssitz, bei dem in Richtung Axialanlage 201 des Lagers 111 (d.h. in Richtung Ritzelkopf 113 bei einem Achsgetriebe 110) eine höhere Presspassung als in der entgegengesetzten Richtung (d.h. zu dem Flansch bei einem Achsgetriebe 110) gewählt wird. Dies kann z.B. dadurch bewirkt werden, dass die Welle 102 an der Axialanlage 201 des Lagers 111 einen Bereich 302 mit einem höheren Durchmesser aufweist als an der abgewandten Seite des Lagers 111. 3a shows an exemplary two-stage press fit, in which in the direction of the axial contact 201 of the camp 111 (ie in the direction of the pinion head 113 with an axle drive 110 ) a higher interference fit than in the opposite direction (ie towards the flange on a transaxle 110 ) is selected. This can be done, for example, by the wave 102 on the axial contact 201 of the camp 111 an area 302 has a larger diameter than on the opposite side of the bearing 111 .

3b zeigt einen beispielhaften konischer Presssitz, bei dem der Bereich 302 mit erhöhtem Durchmesser der Welle 102 konisch ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend ist auch ein mehrstufiger Presssitz denkbar. Ferner kann alternativ oder ergänzend zu einer Anpassung des Durchmessers der Welle 102 der Innendurchmesser des Innenrings 121 des Lagers 111 variabel ausgebildet sein. 3b shows an exemplary conical press fit in which the area 302 with increased shaft diameter 102 is conical. Alternatively or in addition, a multi-stage press fit is also conceivable. Furthermore, as an alternative or in addition to an adaptation of the diameter of the shaft 102 the inner diameter of the inner ring 121 of the camp 111 be designed to be variable.

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann der Haftpunkt 203 zwischen dem Innenring 121 eines Lagers 111 und der Welle 102 eines Ritzels 116 zu dem Ritzelkopf 113 hin verlagert werden, was eine Reduzierung des Verschleißes des Lagers 111 bewirkt.The measures described in this document can reduce the sticking point 203 between the inner ring 121 of a warehouse 111 and the wave 102 a pinion 116 to the pinion head 113 be shifted towards what a reduction in wear of the bearing 111 causes.

Es sei darauf hingewiesen, dass die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte in analoger Weise für eine Welle 102 mit einer Wellenschulter gelten, bei der die dem Innenring 121 des Lagers 111 zugewandte Seite der Wellenschulter auf die Anlagefläche 201 des Lagers 111 einwirkt.It should be noted that the aspects described in this document in an analogous manner for a shaft 102 with a shaft shoulder, where the inner ring 121 of the camp 111 facing side of the shaft shoulder on the contact surface 201 of the camp 111 acts.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed devices and systems.

Claims

Getriebe (110), das umfasst, -ein Gehäuse (110); -eine Welle (116) mit einem Stirn- oder Kegelrad (113); und -ein Wälzlager (111), das über einen Innenring (121) mit der Welle (116) und über einen Außenring (123) mit dem Gehäuse (110) verbunden ist; wobei die Welle (116) mit dem Stirn- oder Kegelrad (113) derart angeordnet ist, dass eine dem Wälzlager (111) zugewandte Seite des Stirn- oder Kegelrades (113) oder eine Wellenschulter der Welle (116) eine Anlagefläche (201) des Innenrings (121) berühren; wobei der Innenring (121) und die Welle (116) mittels eines Presssitzes miteinander verbunden sind, der an der dem Stirn- oder Kegelrad (113) oder der Wellenschulter zugewandten ersten Seite ein höheres Übermaß aufweist, als an der von dem Stirn- oder Kegelrad (113) oder von der Wellenschulter abgewandten zweiten Seite.A transmission (110) comprising - a housing (110); - a shaft (116) with a spur or bevel gear (113); and a roller bearing (111) which is connected to the shaft (116) via an inner ring (121) and to the housing (110) via an outer ring (123); wherein the shaft (116) with the spur or bevel gear (113) is arranged such that a side of the spur or bevel gear (113) facing the roller bearing (111) or a shaft shoulder of the shaft (116) has a contact surface (201) of the Contact inner ring (121); wherein the inner ring (121) and the shaft (116) are connected to one another by means of a press fit, which on the first side facing the spur or bevel gear (113) or the shaft shoulder is more oversized than on that of the spur or bevel gear (113) or the second side facing away from the shaft shoulder.

Getriebe (110) gemäß Anspruch 1, wobei das Übermaß des Presssitzes ausgehend von der ersten Seite in ein oder mehreren Stufen abnimmt.Gear (110) according to Claim 1 , the interference fit decreasing in one or more stages starting from the first side.

Getriebe (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Übermaß des Presssitzes ausgehend von der ersten Seite fließend abnimmt.Transmission (110) according to one of the preceding claims, wherein the excess of the press fit decreases smoothly starting from the first side.

Getriebe (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Welle (116) an der ersten Seite des Presssitzes einen höheren Durchmesser aufweist als an der von dem Stirn- oder Kegelrad (113) oder von der Wellenschulter abgewandten zweiten Seite des Presssitzes.Transmission (110) according to one of the preceding claims, wherein the shaft (116) has a larger diameter on the first side of the press fit than on the second side of the press fit facing away from the spur or bevel gear (113) or from the shaft shoulder.

Getriebe (110) gemäß Anspruch 4, wobei der Durchmesser der Welle (116) ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes in ein oder mehreren Stufen abnimmt.Gear (110) according to Claim 4 wherein the diameter of the shaft (116) decreases in one or more steps starting from the first side of the interference fit.

Getriebe (110) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei sich der Durchmesser der Welle (116) ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes konisch verjüngt.Transmission (110) according to one of the Claims 4 to 5 , wherein the diameter of the shaft (116) tapers conically starting from the first side of the press fit.

Getriebe (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Innenring (121) an der ersten Seite des Presssitzes einen kleineren Innendurchmesser aufweist als an der von dem Stirn- oder Kegelrad (113) oder von der Wellenschulter abgewandten zweiten Seite des Presssitzes.Transmission (110) according to one of the preceding claims, wherein the inner ring (121) on the first side of the press fit has a smaller inner diameter than on the second side of the press fit facing away from the spur or bevel gear (113) or the shaft shoulder.

Getriebe (110) gemäß Anspruch 7, wobei der Innendurchmesser des Innenrings (121) ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes in ein oder mehreren Stufen zunimmt.Gear (110) according to Claim 7 , the inner diameter of the inner ring (121) increasing in one or more stages starting from the first side of the press fit.

Getriebe (110) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei der Innendurchmesser des Innenrings (121) ausgehend von der ersten Seite des Presssitzes konisch zunimmt.Transmission (110) according to one of the Claims 7 to 8th , wherein the inner diameter of the inner ring (121) increases conically starting from the first side of the press fit.

Getriebe (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei -das Wälzlager (111) in axialer Richtung der Welle (116) eine Ausbreitung von R aufweist; -der Presssitz zwischen dem Innenring (121) des Wälzlagers (111) und der Welle (116) derart ausgebildet ist, dass ein Haftpunkt (203) zwischen dem Innenring (121) und der Welle (116) in axialer Richtung um höchstens k*R von der Anlagefläche (201) beabstandet ist; und -k gleich 0,1 oder weniger ist.Transmission (110) according to one of the preceding claims, wherein - the roller bearing (111) has an extension of R in the axial direction of the shaft (116); -the press fit between the inner ring (121) of the roller bearing (111) and the shaft (116) is designed in such a way that an adhesion point (203) between the inner ring (121) and the shaft (116) in the axial direction by at most k * R is spaced from the contact surface (201); and -k is 0.1 or less.

Getriebe (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Getriebe (110) eine weitere Welle (107) mit einem weiteren Stirn- oder Kegelrad (114) umfasst; und - das Getriebe (110) ausgebildet ist, ein Drehmoment von der Welle (116) zu der anderen Welle (107) zu übertragen und/oder umgekehrt.Transmission (110) according to one of the preceding claims, wherein - The transmission (110) comprises a further shaft (107) with a further spur or bevel gear (114); and - The transmission (110) is designed to transmit a torque from the shaft (116) to the other shaft (107) and / or vice versa.

Getriebe (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebe (110) ein Achsgetriebe für ein Fahrzeug (100) ist.Transmission (110) according to one of the preceding claims, wherein the transmission (110) is an axle drive for a vehicle (100).